WO1993020557A1 - Data recording medium and data recording apparatus - Google Patents

Description

明 細 書 情報記録媒体および情報記録装置 技術分野

本発明は、 連続的なサーボ信号を用いて ト ラ ツキングを行なう 情報記録媒体及び情報記録装置に係わり、 特に、 光学的手段によ り ト ラ ッキングを行なう際に好適な情報記録媒体及び情報記録装 置に係わる。 背景技術

コ ン ピュータやワー ドプ口セッサなどの情報記録用に、 フ ロ ッ ピーディ スク装置が大量に使用されている。 通常のフ ロ ッ ピーデ イスク装置は、 へッ ドの位置決めを、 ステップモータを用いたォ —プンループ制御 （フ ィ ー ドバックなしの制御） によって行なう ため、 位置決め精度が悪く、 ト ラ ッ ク密度を上げることができな いという問題点があつた。

近年、 磁気記録媒体に溝を設け、 へッ ドと一体に設けられた光 学的セ ンサーで溝位置を読みとることによりへッ ドの位置を計測 することが提案されている。 この方法によれば、 ク ローズドルー プ制御 （フ ィ ー ドバック制御） によってヘッ ドの位置決めを行な うため、 位置決め精度が向上し、 従来の装置に比べて一桁高い ト ラ ック密度が実現できる。

この原理を応用したフ ロ ッ ピーディスク 1 9の一例を図 3〜 4 に示す。 なお、 図 4 は図 3の I V部分の拡大図である。 図 5 は光学 式ト ラ ッ クサーボ機構のサ―ポ信号読取系を示す媒体面と垂直な 断面図である。 媒体 4の表面上に、 ト ラ ッ ク ピッチに従って多数 のピッ ト 5を設けてある。 ヘッ ド 6の中央に設けられた穴 7を通 して、 発光素子 8からの光を媒体 4の表面に投射する。 この反射 光を光学系 9を通して受光素子 1 0 により読みとり、 ト ラ ツキン グを行なっている。

これに用いられる ト ラ ッキングエラ一検出回路及び光学検出器 を図 6、 7 に示す。 なお、 £1下において、 Pはト ラ ック ビッチで のる ο

受光素子 1 Q は正方格子状に配列された 4個の単位素子からな り、 上記反射光を受けて 4個の信号 A〜Dを出力する。 j ドが ト ラ ッ ク位置 （半径 R) にある時、 差動増幅器 1 1 にて信号 Aか ら信号 Bを差し引く ことにより、 c o s ( 2 7Γ R/ P ) に比例す る信号を得る。 また、 差動増幅器 1 2 にて信号 Cから信号 Dを差 し引く ことにより、 s i II ( 2 π RZP ) に比例する信号を得る _t —方、 目標値 Tの二進符号を s i n及び c 0 s表を書き込んだ R ◦ M 1 3、 1 4の了ドレス端子に与えることにより、 s i n ( 2 π ΤΧΡ ) と c o s ( 2 ίτ ΤΖ Ρ ) を表す二進符号を作る。 この 二進符号を乗算型 D Α変換器 1 5、 1 6によりアナ nグ信号に直 すと同時に、 次式の如く、 光学検出器から得られる上記信号 s i n ( 2 π R/P ) , c o s ( 2 π R/P ) との乗算を行ない、 次 いで差動増幅器 1 7で差をとることにより、 次式に示す演算によ り誤差信号が得られる。

cos ( 2 7rT/P)sin( 2 JT R/P)— sin ( 2 πΤ/Ρ)οοε( 2 π R/P)

= sin( ( 2 π Β/Ρ)— ( 2 πΤ/Ρ))

½ 2 π (R— Τ) ΖΡ

これをトラ ツキング装置にフィ ードバックすることにより、 誤 差が 0 に近い、 精度の高い トラッキングが行なわれる。 V このような ト ラ ッキングサーボ装置は、 検出装置が二組必要で あり、 装置の形状が大きく、 製造に要する費用も大であるという 問題があった。 発明の開示

本発明の情報記録媒体は、 光学的に読み取りが行なわれる連続 的なサーボ信号が同心円的な ト ラ ッ ク上に記録された円盤状の情 報記録媒体において、 前記サーボ信号が波長の異なる 2種類の信 号を重ね合わせた信号を含み、 該 2種類の信号は、 それぞれ一様 であり、 該 2種類の信号の位相差が ト ラ ッ ク毎に順次異なること を特徴とするものである。

本発明の情報記録媒体は、 情報記録媒体を磁気記録媒体とする ことができる。

本発明の情報記録装置は、 情報記録媒体から連続的なサーボ信 号を読み、 サ一ボ信号から検出される位置信号に基づいて ト ラ ッ キングサーボを行なう情報記録装置において、 光学的に読み取り が行なわれる連続的なサーボ信号が同心円的な ト ラ ック上に記録 された円盤状の情報記録媒体であって、 前記サーポ信号が波長の 異なる 2種類の信号を重ね合わせた信号を含み、 該 2種類の信号 は、 それぞれ一様であり、 該 2種類の信号の位相差がト ラ ッ ク毎 に順次異なるように構成された情報記録媒体からサーボ信号を光 学的に読み取る手段と、 該情報記録媒体から読みとられたサーボ 信号を前記二つの波長に対応する周波数成分に分離する手段と、 前記二つの周波数成分の位相差から位置信号を出力する手段と、 を備えたことを特徴とするものである。

また、 本発明の情報記錄装置は、 上記の情報記録装置において 前記情報記録媒体の前記波長の異なる 2種類の信号は互いに異な る位置に記録されており、 これらの波長の異なる 2種類の信号を 単一の検出器により読みとることにより、 前記二つの波長の異な る一様な信号を重ね合わせた信号を得るように構成することがで さる。 本発明は、 サ一ボ信号として、 二つの波長の異なる一様な信号 を重ね合わせた信号を用いること、 前記信号の位相差がト ラ ッ ク 毎に順次異なるものであることを特徵とする。 読みとられたサ一 ボ信号を前記二つの波長に対応する周波数成分に分離し、 前記二 つの周波数成分の位相差を検出することにより トラ ッキングが行 なわれる。

媒体上のサ一ボ信号は、 局部的に反射率または透過率の異なる 部分を設け、 これを光学的に検出することが好ましい。 上記の二 つの波長の異なる信号を重ね合わせた信号は、 これを一つのサー ボト ラ ッ ク上に記録することもできるし、 また二つの波長の異な る信号を、 空間的に異なる近接した位置にそれぞれ記録すること で、 単一の検出器で、 前記二つの波長の異なる一様な信号を重ね 合わせた信号を得ることもできる。

本発明の情報記録媒体は、 ト ラ ック毎に位相差の異なる二つの 信号が記録されているため、 位相差を測定することにより ト ラ ッ ク位置が検出される。 また、 二つの信号は周波数が異なっている ため、 フィ ルタ 一等により分離することができる

検出器が二つの トラ ックにまたがり、 二つのサーボ信号に感応 する場合、 検出する信号は両者の合成信号となり、 前記フィルタ —等の分雜手段を通して得られる信号の位相差はそれぞれのトラ ッ クから得られる信号の中間的な値となる。 詳しく は、 検出器は 二つの トラ ックのサーボ信号をトラ ック位置に応じた比率で出力 する。 位相が異なる信号を混ぜ合わせると、 混合比率に応じた雨 者の中間位相になる。 従って、 これらの位相関係を計測すること により、 へッ ド位置を求めることができる。 図面の簡単な説明

図 1 は、 情報記録媒体のサーボ信号パターンを検出器によって 読み込む様子を示す模式図である。

図 2 は、 サーボ信号の検出器のブロ ッ ク図である。

図 3 は、 フ ロ ッ ピーディ スクの斜視図である。

図 4 は、 図 3の I V部分を拡大したディ スク表面の模式図である。 図 5 は、 従来の光学式ト ラ ッ クサーボ機構のサーポ信号読取系 を示す断面図である。

図 6 は、 従来の光学式ト ラ ッ クサーポ機構の检出回路プロ ッ ク 図である。

図 7 は、 従来の光学式ト ラ ッ クサーボ機構の検出器と媒体との 関係を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態

図 1 は本発明に係る情報記録媒体の一例を示すもので、 波長が 長い信号 2 1 と波長が短い信号 2 2を検出器 3 1 によって読み込 む様子を示したものである。 このような媒体は、 例えばフ ロ ッ ピ 一ディ スク等の磁気記録媒体の表面の特定位置にレーザ照射を行 なってピッ トを形成することによって製造することができる。 図 1 に示した例では、 信号 2 1 と信号 2 2を媒体の面上の近接 した異なる位置に記録している。 このように近接して記録された 信号は、 再生時に混合し、 両者を足し合わせた信号が検出器から 出力される。 同様の出力は、 二つの信号に対応する三角関数を加 算し、 この大きさを光学記録の強さもしく は幅に射応させても、 あるいは P W M (パルス幅変調） により二値信号に変換して記録 しても得られる。

図 1 において、 信号 2 2 は信号 2 1 の波長 （ Λ ) の 1 Z 2 とし てあり、 位相は信号 2 1 に対して ト ラ ック毎に順次異なるように 記録されている。 図 1では、 信号 2 1 と信号 2 2の位相差は、 ト ラ ッ ク 3においては bに示されるように 0、 ト ラ ック 2 において は aに示されるようにス Z 8、 トラ ック 1 においては cに示され るようにス / 4 と、 順次異なるように記録されている。

なお、 図 1 においては、 信号 2 1の位相は各ト ラ ックで等しく し、 信号 2 2の位相のみをトラ ック毎に順次変えることによって、 信号 2 1 と信号 2 2 との位相差をト ラッ ク毎に順次異ならせてい るが、 このような位粗差の順次変化は、 例えば、 信号 2 1 の位相 及び信号 2 2の位相の両者を相互に異なる割合でト ラ ック毎に順 次変えることによっても達成することができる。

図 1 において、 ィ は検出器 3 1がトラ ック 2の直上にある場合 を示す。 この場合に検出器 3 1の出力する信号 dは、 ト ラ ック 2 の信号に対応する。 検出器が上方に移動して口に示す位置に来る と、 検出器信号 dにトラ ック 3の信号が混入し、 短波長成分の位 相が進む。 逆に、 検出器 3 1が下方に移動してハに示す位置に来 ると、 検出器信号 dに トラッ ク 1の信号が混入し、 短波長成分の 位相が遅れる。 これにより、 検出器の位置が位相差として検出さ れる。 このように、 短波長成分の位相差を検出できるところから、 この検出される位相差が所定の範囲内に納まるようにへッ ドを移 動することにより、 正確な ト ラ ツキングが行なわれる。

検出器の出力する信号は図 2 に示す回路により処理される。 ま ず、 検出器 3 1の検出信号 dを一定のレベルまで増幅器 3 2で増 幅した後、 それぞれの波長の成分のみを通過するバンドパスフィ ルター 3 3、 3 によって二つの信号に分雜する。 次いで、 位相 検出器 3 5により両者の位相差を計測することにより ト ラック位 置を示す信号が得られる。

位相差を用いてトラ ッキングを行なうためのサーボ装置として は、 種々の公知の装置を用いることができる。 一般に、 P L L (フェーズロック ドループ） として知られているサーボ回路は位 相差を信号源とするサーボ回路に他ならず、 前記 2つの信号をそ れぞれ遁倍回路により、 短波長成分を 4遁倍、 長波長成分を 8遞 倍して得られる信号の位相が一致するようにへッ ド位置を P L L 制御することにより、 正確な ト ラ ツキングを行なう ことができる。 また、 デジタルシグナルプロセッサを用いてサーボ装置を構成す る際は、 前記 2つの信号の立ち上がり時刻をデジタルシグナルプ 口セッサに読み込み、 これらの差を演算することにより簡便に ト ラ ッキングエラーを求めることができる。 産業上の利用可能性

以上詳細に説明したように、 本発明に係る情報記録媒体及び情 報記録装置によれば、 単一の検出器で極めて正確にへッ ド位置を 計測することが可能であり、 装置形状の小型化、 製造費用の低減 に大きな効果がある。 従って、 特に大容量の情報記録用と して適 している。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 光学的に読み取りが行なわれる連続的なサ―ボ信号が同心円 的な ト ラ ック上に記録された円盤状の情報記録媒体において、 前 記サーボ信号が波長の異なる 2種類の信号を重ね合わせた信号を 含み、 該 2種類の信号は、 それぞれ一様であり、 該 2種類の信号 の位相差がト ラ ッ ク每に順次異なることを特徴とする情報記録媒 体。

2 情報記録媒体が、 磁気記録媒体であることを特徵とする請求 の範囲第 1項記載の情報記録媒体。

3 . 情報記録媒体から連続的なサーボ信号を読み、 サーポ信号か ら検出される位置信号に基づいてト ラ ッキングサーポを行なう情 報記録装置において、

光学的に読み取りが行なわれる連続的なサ―ボ信号が同心円的 な トラ ック上に記録された円盤状の情報記録媒体であって、 前記 サ―ポ信号が波長の異なる 2種類の信号を重ね合わせた信号を含 み、 該 2種類の信号は、 それぞれ一様であり、 該 2種類の信号の 位相差がトラ ック每に順次異なるように構成された情報記録媒体 からサーボ信号を光学的に読み取る手段と、

該情報記録媒体から読みとられたサ一ボ信号を前記二つの波長 に对応する周波数成分に分雜する手段と、

前記二つの周波数成分の位相差から位置信号を出力する手段と、 を備えたことを特徵とする情報記録装置。

4 . 請求の範面第 3項において、 前記情報記録媒体の前記波長の 異なる 2種類の信号は互いに異なる位置に記録されており、 これ らの波長の異なる 2種類の信号を単一の検出器で読みとることに より、 前記二つの波長の異なる一様な信号を重ね合わせた信号を 得るようにしたことを特徵とする情報記録装置。